مدل سازي فرايند فيلتراسيون گل حفاري در چاه با در نر گرفتن تراكم پذيري كيك گل و مهاجرت ذرات ريز

Modeling of Mud Filtration in Well for Compressive Cake Iincluding Fine Migration

د قت د ر توصيف و تفسير فرآيند فيلتراسيون و د ر نظر گرفتن عوامل موثر بر تغيير ضخامت كيك گل ايجاد شد ه، حجم فيلتره گلي كه د ر سازند نفوذ مي كند ، پراكند گي سيال و هجوم ذرات ريز سيال حفاري جهت ارايه يك استراتژي بهينه براي جلوگيري از آسيب سازند د ر حين عمليات حفاري بسيار حايز اهميت است. هد ف از انجام اين تحقيق ارايه مد لي براي تفسير فرآيند فيلتراسيون و پيش بيني عوامل موثر بر تغيير ضخامت كيك گل با زمان، حجم فيلتره گل وارد شد ه به سازند مخزني و اطلاعات مربوط به نرخ نفوذ فيلتره گل د ر شرايط د يناميكي بادرنظر گرفتن اثرتراكم پذيري كيك گل و مهاجرت ذرات مي باشد . براي مد ل سازي فرآيند فيلتراسيون ابتدا معاد لات موازنه جرم مربوط به ذرات ريز و د رشت براساس نظريه متوسط ضخامت كيك2 سيوان نوشته شد ه اند . بر اساس اين معاد لات و با درنظر گرفتن شرايط مرزي سازند ، مد ل رياضي فيلتراسيون ارايه شد ه است. د ر اد امه كد مد ل رياضي ارايه شد ه د ر محيط نر مافزار Mathlab نوشته شد ه است. خروجي اين مد ل به صورت نمود ارهاي تغييرات ضخامت كيك گل، تراوايي آن و حجم فيلتره ورود ي به سازند بر حسب زمان ارايه شد ه اند . نتايج نشان د اد كه مهاجرت ذرات ريز به محيط فيلتر باعث افزايش شيب نمود ار تغييرات ضخامت و هم چنين ضخامت نهايي كيك گل مي شود . همچنين مهاجرت ذرات ريز به د رون محيط فيلتر اثر خود را به صورت افزايش ميزان حجم فيلتره ورود ي به سازند نشان مي د هد . ميزان تراوايي ناحيه فيلتر تاثير زياد ي بر ميزان ضخامت كيك گل ايجاد شد ه د ارد ؛ بد ين صورت كه با افزايش تراوايي فيلتر شاهد تشكيل كيك گل ضخيم تري خواهيم بود .

Accuracy in description and explanation of the filtration process and considering the thickness parameters of the created cake, volume of filtered mud which penetrates through the formation, fluid dispersion and influx of drilling fluid droplets for presenting an optimum strategy to prevent any harm to the formation along the drilling process is very important. This research was conducted to present a model for explaining the filtration process and also to predict the thickness changing parameters of the mud cake with time, volume of input mud filtrate to the formation reservoir and giving information about the penetration rate of mud filtrate under dynamic circumstances regarding to the compressibility of cake and particle migration. For modeling the filtration process first the mass balance equations about the fine and coarse particles based on Civan’s “cake thickness averaging” theory, were written. Based on these equations and also considering the formation’s boundary conditions, the mathematical mode of filtration was presented. Moreover the mathematical code of this model which was written in MATLAB software, was also presented. The output of this modeling is in the form of cake thickness changes, cake permeability and volume of the filtrate input to the formation in accordance to time diagrams. The results have shown that migration of small particles to the filtered area will cause an increase in the slope of thickness changes and the final thickness of cake. This migration will also cause an increase in the volume of filter input. Permeability of the filtered area, has a lot of influences on the thickness of the created cake which is seen with the increase of filter’s permeability that the created cake would be thicker.